第三節 數字信號處理的優點

由本章第二節描述可知，自然界中大多數信號都是模擬信號，但有很多理由使我們沒有在模擬域直接對信號進行處理，而是采用對模擬信號的數字化處理。首先，一個數字編程系統僅僅通過更改程序就可以靈活地重新配置數字信號處理操作。模擬系統的重新配置通常意味著對硬件的重新設計，然后進行測試和校驗以觀察其是否滿足要求。數字化處理還具有許多模擬域處理無法比擬的優勢，下面列舉其中重要的幾點：

（1）精度高

在模擬信號處理中，由于組件容錯性的限制，系統處理精度很難控制，且一般無法達到10^-3以上。而數字信號處理由于處理的是數字信號，可通過改變系統中A/D轉換器和數字信號處理器的字長、浮點算術運算等參數達到。

（2）可靠性

數字系統中只有“0”和“1”這兩個信號電平，受外界噪聲、溫度等環境因素的影響較小，且很容易無損壞地存儲在磁性介質（如磁盤或磁帶）中，以至于可以在脫機的遠程實驗室中進行處理。

（3）靈活性

模擬系統對信號進行不同的處理時，需要對硬件重新設計和配置，還要進行測試和校驗以觀察可行性，而數字信號處理可通過軟件仿真改變其參數，觀看運行結果來確定其是否可行，即使進行硬件設計，也只需改變系統中的乘法器、加法器和延遲器等的參數。

（4）易于大規模集成

數字部件具有高度規范性，便于大規模集成和生產。隨著大規模集成電路（VLSI）的發展，數字信號處理芯片的體積將更小，重量將更輕，可靠性將更高。

（5）時分復用

數字信號可通過分時將大量信號合成為一個信號（稱復用信號），通過某個處理器處理后，再將信號解復用，即分離處理后的信號。這種方法可減少每路信號的處理代價。

圖1-3給出了時分復用系統的基本框圖；圖1-4是時分復用的概念解釋圖，其中圖1-4a和圖1-4b分別是兩路信號，這兩路信號通過時分復用技術合并成信號圖1-4c，在信號圖1-4c中，原來的圖1-4a和圖1-4b信號在時間上是相互獨立的。